O Parque Nacional da Serra dos Órgãos protege os mananciais que drenam para as duas principais bacias hidrográficas fluminenses, a do Paraíba do Sul e a da Baía de Guanabara. Do alto da Serra dos Órgãos atravessam todo o território do Parque córregos, riachos e rios, que cumprem importante papel no abastecimento de água e na vida econômica, além de compor o cenário natural e preservar os ecossistemas da região.
Os rios Soberbo, Bananal, Sossego, Inhomirim, Magé, Santo Aleixo, Iconha e Corujas, desaguam na Baía de Guanabara. Os rios que nascem no PARNASO e deságuam na Guanabara são os últimos que apresentam condições aceitáveis de conservação, passando pelos manguezais preservados pela APA Guapimirim.
Todos os rios da vertente continental do PARNASO são contribuintes da Bacia do Rio Paraíba do Sul. O Paquequer, que inspirou José de Alencar em "O Guarani", e seu afluente Beija-Flor fornecem água para a cidade de Teresópolis e deságuam no Rio Preto, afluente do Piabanha. Os rios do Jacó, Bonfim e Caxambu (Grande e Pequeno) nascem no parque e banham o município de Petrópolis, também desaguando no Piabanha. Parte da água de Petrópolis é captada na Caxambú e no Bonfim.
O Paquequer nasce no Rancho Frio, no sopé do Nariz do Frade, e o Beija-Flor, na falda do Papudo, descendo pela vertente voltada para o norte e, após cursos de 5 km, se unem. O Rio Iconha nasce na Pedra do Sino, enquanto os rios Soberbo e Corujas têm cabeceiras na Serra das Andorinhas, acima da Mata Azul. O Parque tem ainda cachoeiras famosas, como as duas Véu de Noiva, sendo a de Petrópolis a mais famosa, com 42 metros de queda. A outra queda, de mesmo nome, está situada na Sede Teresópolis, na trilha da Pedra do Sino.
Durante o verão chuvoso, o volume dos rios aumenta rapidamente, produzindo o fenômeno chamado de "cabeça-d'água" ou "tromba-d'água", principalmente no Rio Soberbo. Isto ocorre em função das nuvens baixas, carregadas de chuva, que se chocam com os cumes da serra e se precipitam. Em razão do acentuado desnível das encostas, a água desce em grande velocidade, atingindo o pé da serra, provocando acidente e mortes, algumas vezes.
